流程工业是制造业的重要组成部分，是一种“以资源和可回收资源为原料，通过包括物理化学反应的气液固多相共存的连续化复杂生产全流程，为下游离散型制造业提供原材料和能源的工业”^[1]，包括石化、化工、钢铁、有色金属、建材、生物医药、晶圆制造等行业。2019年，流程制造业总产值占全国规模以上工业企业总产值的51.98%，石化和化工行业主营业务收入占全国规模以上工业企业主营业务收入的11.6%、利润占10.8%^[2]。可见流程工业是国民经济和社会发展的重要支柱产业，是我国经济持续增长的重要支撑力量。

经过几十年的发展，我国流程工业经历了技术与装备引进、消化吸收、自主创新等几个阶段，目前在生产工艺、装备和自动化水平等方面都有了较大幅度的提升，产业规模和整体实力增长迅速^[3]。目前，我国生铁、粗钢、氧化铝、水泥等产量位居世界第一，石化和化工行业总产值位居世界第一，已经是世界上门类最齐全、规模最庞大的流程工业第一制造大国^[4]。

制造业分为离散工业与流程工业，两者存在显著的差异。离散工业为物理加工过程，有比较明确的生产阶段，容易实现生产过程的数字化，产成品可以单件计算，比较方便实现个性化需求和柔性化制造^[5]。流程工业的产品生产是一个连续变化的过程，生产运行模式特点突出，例如，原料变化大、难以控制，生产过程涉及各类物理和化学反应，生产机理复杂，甚至有些生产机理尚不清楚，生产过程连续，长时间不能停顿，任何一个生产过程出现问题都会影响整个产品的生产，原材料成分、设备状态、产品质量等难以全面数字化或进行实时监测等^[6]。离散工业与流程工业的区别如图3-1所示。

图3-1　离散工业与流程工业的区别^[7](www.daowen.com)

流程工业具有以下共性特点^[8]：①以矿石、石油、水等自然资源为生产原材料；②生产过程涉及物理和化学变化，进而将原材料转化成人类所需产品；③生产过程为串联或并联作业，通过协同工作，实现连续生产；④生产过程存在大量的物质流和能量流的输入和输出；⑤人们通过获取生产过程信息，并进行工艺参数调整等来实现生产过程控制；⑥流程工业注重规模生产，规模效应能够提高生产效率，降低生产成本。流程制造业生产流程概念示意图如图3-2所示。

图3-2　流程制造业生产流程概念示意图^[9]